“影響酶活性的條件”的教學(xué)反思與再探究

（湖南省永州市寧遠縣第三中學(xué) 湖南永州 425600）

現(xiàn)階段國家對學(xué)生的培養(yǎng)要求越來越高，不僅要讓學(xué)生有較高的科學(xué)素養(yǎng)、自主探究的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生汲取新知識和獨立解決問題的能力等。在生物教學(xué)方面，教師要著重培養(yǎng)學(xué)生運用專業(yè)的科學(xué)研究方法解決生物問題。人教版生物教材中“影響酶活性的條件”是一個培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法和善于發(fā)現(xiàn)問題的重要課題。這個實驗要求學(xué)生們要根據(jù)教材給出的試劑和實驗條件，單獨設(shè)計實驗，研究溫度和PH對酶活性的影響。但是通過多年的實驗課教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)該實驗中存在一些問題，比如學(xué)生設(shè)計的實驗不能考慮多種影響因素，基礎(chǔ)知識缺乏，所以在實驗過程中會得出錯誤的實驗結(jié)論。筆者就幾種常見的實驗結(jié)論與實驗方法進行分析，并對這些實驗進行教學(xué)反思與再探究。

一、實驗舉例與觀點解析

課本中給出的有關(guān)于過氧化氫酶在堿性條件下活性比在酸性條件下的活性高，這一觀點與實驗結(jié)果有出入。學(xué)生設(shè)計的實驗過程沒有考慮單一變量原則，存在一些無關(guān)變量，比如說在H202中同時加入了HCl溶液和過氧化氫酶，利用產(chǎn)生氣泡的多少來推斷活性的大小，此時無法確定氣泡的產(chǎn)生完全是由自變量（不同PH值條件下）過氧化氫酶導(dǎo)致的，這個過程中存在許多干擾因素。但是H202在堿性條件下會加速分解，因為堿能加速幫助H202快速分解。由于在實驗過程中直接將氣泡量的大小視為酶活性的高低，使整個實驗有缺陷。要改變這一缺陷，就要增加對照組，在不同PH條件下增加試劑對照，比如在中性條件中增加空白（蒸餾水）對照，在酸性和堿性條件下增加各條件相對應(yīng)的酸性對照和堿性對照，分別進行組內(nèi)和組間的比較，得出的實驗結(jié)果為中性環(huán)境中的過氧化氫酶的活性最高，在酸堿條件下酶失去活性。這個實驗說明要學(xué)會單一變量原則，并設(shè)計對照組，不能單一的以一種條件去判定實驗結(jié)果。

教材中關(guān)于淀粉酶在不同PH條件下的活性探究，認為淀粉酶在堿性條件下有活性，在酸性條件下失去活性。在這個實驗過程中，也同樣不遵循單一變量原則，缺乏相關(guān)對照組。比如沒有仔細觀察鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水分別于碘液反應(yīng)的情況，就直接根據(jù)最終的實驗現(xiàn)象推測實驗結(jié)果。但實際上，氫氧化鈉可以與碘液發(fā)生反應(yīng)生成次碘酸鈉，這個反應(yīng)要消耗碘，最終無法與淀粉反應(yīng)，因此堿液處理的溶液不變藍，并不能說明沒有淀粉的存在。

二、對生物教學(xué)的思考

教師在教學(xué)過程中，要將一些模糊不清的問題經(jīng)與其他老師討論后，給予學(xué)生肯定的答案。探究淀粉酶活性的實驗，不能只依賴于淀粉酶催化淀粉水解的實驗，這其中指示劑的選擇也存在問題。比如說，在探究溫度對酶活性的影響時，試劑只能選擇碘液，不能用斐林試劑，因為斐林試劑在使用前要加熱，這會對實驗中的溫度產(chǎn)生影響，加熱時溫度上升，酶活性得到恢復(fù)，使得溫度低的一組中淀粉被分解，結(jié)果要和溫度高的一組對比，使得實驗結(jié)果有誤差。在探究PH對酶活性的影響時，因為斐林試劑只能在堿性條件下起作用，在酸性環(huán)境中，斐林試劑中的氫氧化鈉會與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，使得斐林試劑失去原有的作用，在一定的酸性條件下碘與淀粉的反應(yīng)會受到影響，因為氫氧化鈉與碘反應(yīng)，之后就不能與淀粉反應(yīng)成藍色，導(dǎo)致的結(jié)果就是堿性組與中性組的產(chǎn)生相同的實驗結(jié)果。所以在研究淀粉酶活性時，淀粉酶雖然在酸性環(huán)境中有活性，促進淀粉水解，但是也要用碘液，而不能用斐林試劑去鑒定。

淀粉酶催化淀粉的實驗存在諸多爭議，就是因為溫度梯度不好設(shè)計。教材中關(guān)于“影響酶活性條件”的溫度設(shè)有0℃、常溫和高溫三種，這就極大的限制了學(xué)生的想象空間，不能提出更多的問題，只能判斷溫度對酶活性有沒有影響，而不能判斷有什么影響。但是如果試驗中設(shè)立了溫度梯度，就能很容易地觀察溫度對酶活性有什么影響，自然而然的得出實驗結(jié)論，與正確的結(jié)果更貼近。

結(jié)語

通過分析我們可以看到，對于生物、化學(xué)實驗的分析探究，要以科學(xué)理論為實驗基礎(chǔ)，就是要以實驗原理、實驗方案是否合理；實驗步驟是否正確；實驗儀器的使用是否規(guī)范；得出的實驗結(jié)論是否真實。要根據(jù)相對應(yīng)實驗選擇合適的實驗方案，要選用簡單明了的實驗方案、并且操作簡便，各變量容易得到。不應(yīng)選方案復(fù)雜，實驗過程繁瑣、難度大，且各個因素不容易被測量。從另一方面來講，選擇的實驗方案要真實可靠，不會對人身造成傷害，所需要的實驗器材不能過于奢侈，價格要易于接受。不同的實驗設(shè)計，所需要的實驗設(shè)備，使用的實驗原理都是不同的，這樣就會造成相對誤差，在選用實驗方案時，應(yīng)考慮這些誤差。具備了以上的實驗設(shè)計思路，才能給學(xué)生提供要求相對較高的實驗設(shè)計背景，這樣才能夠讓學(xué)生們在一個具備科學(xué)理論又配套有成熟的實驗環(huán)境中進行探究實驗，這不僅能培養(yǎng)學(xué)生們的科學(xué)探究精神，鍛煉學(xué)生們獨立思考、解決問題的能力，而且還能讓教師不飽受爭議，專心教研，結(jié)合書本的理論知識，最大限度的發(fā)揮自己的才能提高自己的教學(xué)水平和實驗技能，進而幫助學(xué)生們提升他們的實驗?zāi)芰Γ處熤挥谐酝附滩?，結(jié)合自身的教學(xué)能力，才能最大可能的發(fā)揮出實驗教學(xué)的能力。在“影響酶活性的條件”實驗中，可以探索的知識還有很多，這樣不僅可以讓學(xué)生對整個實驗有較好的把控設(shè)計相應(yīng)的實驗方案，也對教師的教學(xué)能力是個挑戰(zhàn)。